Seismic Design and Performance Evaluation Method for Buckling Restrained Brace Frame based on <italic style="font-style: italic">E</italic>-<italic style="font-style: italic">μ</italic> Model

Shiting XU; Zhiqian DONG; Gang LI

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.201905042

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Seismic Design and Performance Evaluation Method for Buckling Restrained Brace Frame based on E-μ Model

更新时间：2025-09-25

- Seismic Design and Performance Evaluation Method for Buckling Restrained Brace Frame based on E-μ Model
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 41, Issue 6, Pages: 1238-1247(2021)
- 作者机构：
  
  大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁大连 116024
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.201905042
  CLC： TU391
- Published：15 December 2021
- 稿件说明：
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徐诗婷,董志骞,李钢.基于E-μ模型的约束屈曲支撑结构抗震设计与评估方法[J].防灾减灾工程学报,2021,41(06):1238-1247.

XU Shiting,DONG Zhiqian,LI Gang.Seismic Design and Performance Evaluation Method for Buckling Restrained Brace Frame based on E-μ Model[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2021,41(06):1238-1247.
徐诗婷,董志骞,李钢.基于E-μ模型的约束屈曲支撑结构抗震设计与评估方法[J].防灾减灾工程学报,2021,41(06):1238-1247. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.201905042.

XU Shiting,DONG Zhiqian,LI Gang.Seismic Design and Performance Evaluation Method for Buckling Restrained Brace Frame based on E-μ Model[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2021,41(06):1238-1247. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.201905042.

摘要

既有中心支撑钢框架结构采用约束屈曲支撑进行替换加固时，常需进行多次非线性时程分析，以获取约束屈曲支撑的承载力和刚度。为避免大量的非线性分析与迭代计算，通过计算各参数条件下单自由度中心支撑钢框架结构和约束屈曲支撑结构的延性需求谱，建立了在延性需求满足抗震加固要求条件下的约束屈曲支撑结构等效耗能（

）与延性需求（

）之间的关系，即

E—μ

模型。基于该模型提出了一种约束屈曲支撑结构抗震加固设计与简化评估方法。最终通过对一个6层中心支撑钢框架结构采用约束屈曲支撑进行加固设计与评估，验证了所提方法的适用性。

Abstract

Multiple nonlinear dynamic history analyses should be performed during seismic and retrofit design of steel concentrically braced frames （CBFs） replaced with buckling restrained braces （BRBs） in order to obtain the strength and stiffness of BRBs. To avoid the iterative nonlinear dynamic analysis， the ductile demand spectra of the single-degree-of-freedom CBFs and the buckling restrained brace frames （BRBFs） with different reserve parameters were firstly calculated； then the relation between equivalent energy （

） and ductility demand （

） of BRBFs under the condition that the ductility demand meets the requirements of seismic demand， namely

model， was presented. Based on this model， a novel method for seismic reinforcing design and simplified evaluation of the BRBFs was proposed. The method was applied to a 6-story braced-frame structure retrofit project and the result showed that the method proposed in this paper is accurate and applicable in design.

关键词

Keywords

references

高向宇，张腾龙，黄海涛，等 . 用防屈曲支撑改进钢框架-支撑结构抗震性能的设计方法［J］. 北京工业大学学报， 2010 ， 36 （ 9 ）： 1206 - 1214 .

Gao X Y ， Zhang T L ， Huang H T ， et al . Design method for improving seismic performance of steel frame-support structure with buckling restrained brace ［J］. Journal of Beijing University of Technology ， 2010 ， 36 （ 9 ）： 1206 - 1214 . （in Chinese）

李培彬，娄宇，赵广鹏，等 . 屈曲约束支撑在北京银泰中心结构抗震设计中的应用［J］. 建筑结构， 2007 ， 37 （ 11 ）： 5 - 7 .

Li P B ， Lou Y ， Zhao G P ， et al . Braces in aseismic design for steel tower of Beijing Yintai Center ［J］. Journal of Building Structures ， 2007 ， 37 （ 11 ）： 5 - 7 . （in Chinese）

任重翠，徐自国，肖从真，等 . 防屈曲支撑在超高层建筑结构伸臂桁架中的应用［J］. 建筑结构， 2013 ， 43 （ 5 ）： 54 - 59 .

Ren Ch C ， Xu Z G ， Xiao C Zh ， et al . Application of unbonded brace in super high-rise structure with cantilever truss ［J］. Journal of Building Structures ， 2013 ， 43 （ 5 ）： 54 - 59 . （in Chinese）

芮明倬，李立树，贺军利，等 . 屈曲约束支撑在古北财富中心高层钢结构中的应用研究［J］. 建筑结构， 2007 ， 37 （ 5 ）： 25 - 28 .

Rui M Zh ， Li L Sh ， He J L ， et al . Study and design of high-rise steel structure office building with unbonded braces ［J］. Journal of Building Structures ， 2007 ， 37 （ 5 ）： 25 - 28 . （in Chinese）

建筑抗震设计规范： GB 50011—2010 ［S］. 北京：中国建筑工业出版社， 2010 .

赵瑛，郭彦林，防屈曲支撑框架设计方法研究［J］. 建筑结构， 2010 ， 40 （ 1 ）： 38 - 43 .

Zhao Y ， Guo Y L . Research on design method of buckling restrained braced frames ［J］. Journal of Building Structures ， 2010 ， 40 （ 1 ）： 38 - 43 . （in Chinese）

刘建彬 . 防屈曲支撑及防屈曲支撑钢框架设计理论研究［D］. 北京：清华大学， 2005 .

Liu J B . Research on the design theory of buckling-restrained braces and buckling-restrained braced frames ［D］. Beijing ： Tsinghua University ， 2005 . （in Chinese）

Koetaka Y ， Narihara H ， Tsujita O . Exprimental study on buckling restrained braces ［C］∥ Proceedings of Sixth Pacific Structural Steel Conference . Beijing ： Seismological Press ， 2001 ： 208 - 213 .

Kim J ， Choi H . Energy-based seismic design of structures with buckling-restrained braces ［J］. Steel and Composite Structures ， 2004 ， 4 （ 6 ）： 437 ⁃ 452 .

赵瑛 . 防屈曲支撑框架设计理论研究［D］. 北京：清华大学， 2009 .

Zhao Y . Research on design method of buckling restrained brace frames ［D］. Beijing ： Tsinghua University ， 2009 . （in Chinese）

Choi H H ， Kim J . Evaluation of proper supplemental damping for a multi-story steel frame using capacity spectrum method ［C］∥ Proceedings of 3rd International Conference on Earthquake Resistant Engineering Structures . Malaga ： WIT Press ， 2001 .

Kim J ， Choi H . Seismic design of buckling-restrained braces using energy-balance concept ［C］∥ Proceedings of the 5th Japan-Korea-Taiwan Joint Seminar on Earthquake Engineering for Building Structures . Kyoto ： Kyoto University ， 2003 .

Kim J ， Lee K . Optimum stiffness ratio of unbonded brace hysteretic dampers ［C］∥ Proceedings of the 2nd Korea-Japan Joint Seminar on Earthquake Engineering for Building Structures . Kyoto ： Kyoto University ， 2000 .

程光煜，叶列平，崔鸿超 . 防屈曲耗能钢支撑设计方法的研究［J］. 建筑结构学报， 2008 ， 29 （ 1 ）： 40 - 48 .

Cheng G Y ， Ye L P ， Cui H Ch . Study on the design method of buckling-restrained brace ［J］. Journal of Building Structures ， 2008 ， 29 （ 1 ）： 40 - 48 . （in Chinese）

铁路工程抗震设计规范： GB 50111—2006 ［S］. 北京：中国计划出版社出版社， 2006 .

公路桥梁抗震设计细则： JTG/TB 02-01—2008 ［S］. 北京：人民交通出版社， 2008 .

高层民用建筑钢结构技术规程： JGJ 99—2015 ［S］. 北京：中国建筑工业出版社， 2015 .

Chopra A K . 结构动力学：理论及其在地震工程中的应用［M］. 谢礼立，吕大刚，译. 北京：高等教育出版社， 2005 .

Chopra A K . Dynamics of structures： theory and applications to earthquake engineering ［M］. Xie L L， Lyu D G.Beijing ： Higher Education Press ， 2005 . （in Chinese）

Li G ， Fahnestock L A . Seismic response of single-degree-of-freedom systems representing low-ductility steel concentrically-braced frames with reserve capacity ［J］. Journal of Structural Engineering ， 2013 ， 139 （ 2 ）： 199 - 211 .

FEMA P695.Quantification of building seismic performance factors ［R］. Redwood City CA ： Applied Technology Council ， 2009 .

马宁 . 全钢防屈曲支撑及其钢框架结构抗震性能与设计方法［D］. 哈尔滨：哈尔滨工业大学， 2010 .

Ma N . Seismic behavior and design method of all-steel buckling restrained braces and steel frames ［D］. Harbin ： Harbin Institute of Technology ， 2010 . （in Chinese）

董志骞，李钢，李宏男 . 多层中心支撑钢框架结构抗震性能简化评估方法［J］. 建筑结构学报， 2018 ， 39 （ 5 ）： 1 - 9 .

Dong Zh Q ， LI G ， Li H N . A simplified method for seismic performance evaluation of MDOF steel concentrically braced frames ［J］. Journal of Building Structures ， 2018 ， 39 （ 5 ）： 1 - 9 . （in Chinese）

Stoakes C D . Beam-column connection flexural behavior and seismic collapse performance of concentrically braced frames ［D］. Urbana， IL ： University of Illinois at Urbana-Champaign ， 2012 .

Li G ， Dong Zh Q ， Li H N . Simplified collapse prevention evaluation for the reserve system of low-ductility steel concentrically braced frames ［J］. Journal of Structural Engineering ， 2018 ， 144 （ 7 ）： 04018071 .

董志骞 . 基于能力储备的中心支撑钢框架结构抗震性能研究［D］. 大连：大连理工大学， 2018 .

Dong Zh Q . Seismic performance evaluation of steel concentrically braced frames based on reserve capacity ［D］. Dalian ： Dalian University of Technology ， 2018 . （in Chinese）

Hines E M ， Appel M E ， Cheever P J . Collapse performance of low-ductility chevron braced steel frames in moderate seismic regions ［J］. Engineering Journal（New York）， 2009 ， 46 （ 3 ）： 149 - 180 .

Hines E ， Baise L ， Swift S . Ground-motion suite selection for eastern north America ［J］. Journal of Structural Engineering ， 2011 ， 137 （ 3 ）： 358 - 366 .

Li G ， Dong Zh Q ， Li H N ， et al . Seismic collapse analysis of concentrically-braced frames by the IDA method ［J］. Advanced Steel Construction ， 2017 ， 13 （ 3 ）： 273 - 293 .

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